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酸性オルガネラ内Ca2+が関わる細胞内シグナリング解明のためのセンサー開発

开发传感器以阐明酸性细胞器中与 Ca2+ 相关的细胞内信号传导

基本信息

批准号：
18J11426
负责人：
篠田肇
金额：
$ 1.22万
依托单位：
Osaka University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for JSPS Fellows
财政年份：
2018
资助国家：
日本
起止时间：
2018-04-25 至 2020-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

報告者は、耐酸性の緑色蛍光タンパク質GamillusにCa2+反応性のタンパク質を融合し、リンカーアミノ酸の長さと種類の調整、センサー全体にランダムアミノ酸変異を導入することで、酸性環境（pH 4.5-6.0）で約200%の蛍光強度の変化率を示すCa2+センサーの開発に成功した。続いて、細胞内酸性環境のCa2+濃度範囲で作用するように、Ca2+結合ドメインに複数のアミノ酸変異を導入することで、Ca2+に対する親和性を調節した。哺乳類細胞内の酸性オルガネラ中のCa2+動態イメージングを通して、酸性オルガネラが関わる未知の情報伝達の発見、そのメカニズムの詳細解明が今後可能になると見込まれる。また、Gamillusに対してアミノ酸変異を導入することで、細胞酸性環境での超解像イメージングに使用できる、耐酸性・可逆的光スイッチ緑色蛍光タンパク質rsGamillusの開発にも成功した。rsGamillusは酸性環境（pH 4.5-6.0）で高い蛍光強度と光スイッチング効率を示した。実際に、超解像イメージング手法の一つであるPALM法と組み合わせることで、酸性環境中の細胞構造を光の回折限界を超えた分解能で観察することに成功した。今後、Ca2+センサーと光スイッチ性能を組み合わせた変異体を開発し、超解像イメージング法と応用することで、酸性オルガネラが関わるCa2+シグナル経路の高分解能観察が可能になると期待される。複数の国内・国外学会で本研究に関する発表を行い、現在権威ある学術雑誌に投稿中である。

The reporter showed that the development of Ca2 + in acidic environment (pH 4.5-6.0) was successful due to the fusion of Ca2 +-resistant green pigment, the adjustment of acid length, the introduction of acid diversity, and the change rate of light intensity of about 200%. In addition, the Ca2 + concentration in the acidic environment of the cell regulates the affinity of Ca2 + binding to various acids. Ca2 + dynamics in mammalian cellular acid production: discovery of unknown information, detailed explanation of possible future information. In addition, the development of a new type of ultraviolet light emitting diode (UV), a new type of ultraviolet light emitting diode (UV) and a new type of ultraviolet light emitting diode (UV), was successfully carried out. rsGamillus showed high light intensity and light efficiency in acidic environment (pH 4.5-6.0). In fact, the PALM method is successful in detecting the cell structure in acidic environment. In the future, Ca2 + ions can be separated from the optical system by different methods, such as ultra-resolution, ultra-resolution and ultra-high resolution. A number of domestic and foreign societies are involved in this research.